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如图所示,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线kO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场

网友投稿  2022-12-04 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线kO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子的质量为m,电荷量为e

求:
(1)电子穿过A板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)P点到O点的距离。

◎ 答案

(1)(2)y1=(3)

◎ 解析


试题分析:

(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,根据动能定理得:
e U1= (2分)  解得:(1分)
(2)电子以速度v0进入偏转电场后,垂直于电场方向作匀速直线运动,沿电场方向作初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为E,电子在偏转电场运动的时间为t1,电子的加速度为a,离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y1,根据牛顿第二定律和运动学公式得:
F=eEE= ,
F=ma,   a =  (1分)
t1= (1分)
y1=,  (1分)
解得: y1=(2分)
(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy,根据运动学公式得
vy=a1t= (1分)
电子离开偏转电场后作匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2,电子打到荧光屏上的侧移量为y2,如图17所示
t2=(1分),  y2= vyt2 
解得:y2=(1分)
PO点的距离为 y=y1+y2=(1分)
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线kO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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